Produktionskapazität: Strategien zur Verbesserung von Produktivität und Effizienz

Fertigungsunternehmen sind stets bestrebt, ihre verfügbaren Ressourcen zu maximieren, um die Produktivität zu steigern und die Produktionskosten zu minimieren. In der heutigen wettbewerbsintensiven Umgebung investieren die Hersteller ihre Ressourcen zunehmend in eine genaue Produktionsplanung und Terminierung, um die Vorlaufzeiten in den Griff zu bekommen.

Die Berechnung der Produktionskapazität ist einer der grundlegenden Schritte, die Hersteller unternehmen können, um die maximale Leistung ihrer Anlagen zu verstehen.

Darüber hinaus sind die Hersteller auf die Zahlen zur Produktionskapazität angewiesen, um solide Finanzpläne zu erstellen und das Geschäftswachstum genau zu prognostizieren. Daher müssen Unternehmen die Produktionskapazität richtig berechnen, um ihre Geschäftsentscheidungen im Laufe der Zeit zu treffen.

In diesem Leitfaden werden die Produktionskapazitäten detailliert beschrieben, und zwar über die Grundlagen hinaus bis hin zu effektiven, umsetzbaren Strategien zur Verbesserung der Produktivität und Effizienz eines Fertigungsbetriebs. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr.

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Die Produktionskapazität ist der maximale Produktausstoß, den ein Unternehmen mit seinen verfügbaren Ressourcen innerhalb eines bestimmten Zeitraums produzieren kann. Diese Kennzahl ist wichtig, weil sie die entscheidenden Geschäftsentscheidungen eines Herstellers sowohl kurz- als auch langfristig beeinflusst.

Wenn ein Fertigungsunternehmen beispielsweise eine größere Menge an größeren Aufträgen erfüllen möchte, müssen die Entscheidungsträger wissen, ob der Betrieb die gestiegene Nachfrage ausreichend bedienen kann. Darüber hinaus nutzen die Hersteller die Produktionskapazität, um sich über die Auslastung der Arbeitskräfte sowie über Investitionsentscheidungen zu informieren, einschließlich ihrer Maschinen, Anlagen und Einrichtungen.

Daher ist es für Hersteller wichtig, die Produktionskapazitäten ihres Unternehmens zu kennen, da sie sowohl administrative als auch innerbetriebliche Entscheidungen treffen und so ihre Produktionseffizienz maximieren können.

Jeder Hersteller möchte mehr aus dem herausholen, was bereits in der Produktion vorhanden ist. Aber bevor Sie die Produktion steigern können, brauchen Sie einen zuverlässigen Überblick über die tatsächliche Leistung der Kapazitäten. Diesen Überblick zu bekommen, ist schwieriger, als es aussieht.

Engpässe und Ausfallzeiten
Jede Linie hat einen langsamen Punkt. Wenn Sie sie nicht verfolgen, können Sie nur raten. Ein einzelnes Gerät, das langsam läuft, eine Charge ungeplanter Ausfallzeiten oder ein einseitiger Arbeitsablauf können den Durchsatz still und leise abwürgen. Bis sich das Problem in Ihren Zahlen niederschlägt, sind Sie bereits im Rückstand und müssen versuchen, den Rückstand aufzuholen.

Personal und Zeitplan schränken ein
Maschinen laufen nicht von selbst. Ausbildungslücken, eine dünne Personaldecke oder starre Zeitpläne können die Produktion behindern, selbst wenn die Maschinen bereit sind. Saisonale Schwankungen verschlimmern das Problem noch. Manchmal sind Sie unterbesetzt, ein anderes Mal zahlen Sie für Arbeitskräfte, die Sie nicht voll auslasten.

Alter der Geräte und Wartung
Ältere Anlagen bedeuten oft längere Wartungsfenster und weniger Einblick in die Leistung. Sie laufen vielleicht noch, aber wenn Sie sich auf Ihr Bauchgefühl oder reaktive Reparaturen verlassen, unterschätzen Sie, wie viel Ausfallzeit Sie kostet.

Nachfrageschwankungen
Prognosen helfen Ihnen nur bedingt weiter. Ein plötzlicher Auftragsansturm oder ein unerwarteter Einbruch der Nachfrage kann Ihre Pläne über Nacht über den Haufen werfen. Ohne flexible Möglichkeiten zur Kapazitätsanpassung riskieren Sie, Ihren Kunden zu große Versprechungen zu machen oder Barmittel in Beständen zu binden, die sich nicht bewegen.

Wie bereits erwähnt, liefert die Produktionskapazität wichtige Informationen für das Management und die Geschäftsleitung, um weitreichende Entscheidungen über die Geschäftstätigkeit zu treffen.

Die Bestimmung der Produktionskapazität eines Fertigungsunternehmens hängt von der Art des jeweiligen Vorgangs ab. So ist die Berechnung der Produktionskapazität für einen Betrieb mit einem hohen Anteil an Mischungen und geringen Mengen ganz anders als für einen Betrieb mit hohen Mengen und Massenproduktion.

Die erste Hürde bei der Ermittlung Ihrer Produktionskapazität ist die Bestimmung der Maschinenstundenkapazität. Dies bezieht sich auf die potenzielle Anzahl von Stunden, die eine Maschine zur Herstellung von Produkten genutzt werden kann.

Maschinenstundenkapazität = Anzahl der nutzbaren Maschinen X Anzahl der Arbeitsstunden

Auf diese Weise können Sie die Produktionskapazität eines Vorgangs, der eine bestimmte Art von Produkten herstellt, berechnen, indem Sie die Zeit einkalkulieren, die für die Herstellung eines einzigen Artikels benötigt wird.

Daher die Formel für die Produktionskapazität:

Produktionskapazität für einen einzelnen Artikel = Maschinenstundenkapazität ÷ Zeit für die Produktion eines Artikels

Nehmen wir ein Beispiel eines Textilunternehmens, das grafische T-Shirts herstellt. Die Mitarbeiter arbeiten 8 Stunden am Tag mit 20 Design-to-Garment (DTG)-Druckern, um T-Shirts herzustellen. Die Arbeiter benötigen 15 Minuten, um ein T-Shirt fertigzustellen.

Maschinenstundenkapazität = 8 X 20 = 160 Maschinenstunden

Zeit für die Herstellung eines Hemdes = 0.25 Stunden

Produktionskapazität = 160 ÷ 0,25 = 640 T-Shirts pro Tag

Für Unternehmen, die ihren Betrieb vergrößern möchten, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Produktionskapazität zu erhöhen. Einige Beispiele sind:

Fügen Sie mehr Arbeitsschichten hinzu: Ein Fertigungsunternehmen kann seine Produktionskapazität erhöhen, indem es die für die Produktion zur Verfügung stehende Zeit verlängert. Die Hersteller können dies tun, indem sie Überstundenvergütungen einführen, um die Mitarbeiter zu ermutigen, zusätzliche Stunden zu arbeiten.

Alternativ können die Hersteller einen schichtbasierten Betrieb einführen. Unterschiedliche Gruppen von Mitarbeitern sorgen dafür, dass die Maschinen länger laufen, was die Produktionskapazität deutlich erhöht.

Lagern Sie die Produktion aus: Manchmal kann es sein, dass Ihr Maschinenpark zwar auf Hochtouren läuft, aber nicht ausreicht, um die Nachfrage der Verbraucher zu befriedigen. Fertigungsunternehmen können ihre Produktionskapazität erhöhen, indem sie die Arbeit an einen Auftragsfertiger auslagern, um die Nachfrage kurzfristig zu decken.

Führen Sie lean manufacturing Praktiken ein: Lean manufacturing Praktiken sorgen dafür, dass die Produktionsabläufe so effizient wie möglich ablaufen und verschiedene Formen von Verschwendung, die in einem Produktionsstätte entstehen können, vermieden werden.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Maschinen und Mitarbeiter mehr Produkte liefern.

Verbessern Sie die Effektivität Ihrer Ausrüstung: Eine proaktive Maschinenwartung sorgt dafür, dass die Ausrüstung immer in gutem Zustand ist. Folglich gibt es weniger Maschinenstillstandszeiten, die den Produktionsbetrieb unterbrechen.

Durch die Maximierung der Gesamtanlageneffektivität (Gesamtanlageneffektivität (OEE)) sind Unternehmen in der Lage, ihre Produktionskapazität geringfügig zu erhöhen.

Investieren Sie in neue Maschinen: Wenn Ihr Budget es zulässt, können Sie neue Maschinen anschaffen, um die Produktion zu steigern. Dies ist eher möglich, wenn die vorhandene Ausrüstung bereits voll ausgelastet ist, aber immer noch nicht Ihren Kapazitätsanforderungen entspricht. Diese Art von Investitionen sind wichtig für Unternehmen, die über einen längeren Zeitraum hinweg wachsen wollen, während Outsourcing eine bessere Option für Unternehmen sein kann, die eine kurzfristige Lösung für Lieferengpässe suchen, die z.B. auf saisonale Schwankungen zurückzuführen sind.

Kapazitätsentscheidungen geben den Ton an, wie gut Sie mit Nachfrageschwankungen umgehen können. Wenn Sie sich für den falschen Weg entscheiden, kann es passieren, dass Sie mit ungenutzten Anlagen, verspäteten Lieferungen oder an den falschen Stellen gebundenem Geld dastehen. Ein Rahmenwerk gibt Ihnen eine strukturierte Möglichkeit, über diese Entscheidungen nachzudenken.

1) Lead-, Lag- und Match-Strategien

Die meisten Hersteller gehen die Expansion auf eine von drei Arten an:

• Führen: Bauen Sie zusätzliche Kapazitäten auf, bevor die Aufträge eintreffen. Das funktioniert, wenn die Märkte schnell steigen, aber wenn die Prognose nicht stimmt, müssen Sie die Kosten tragen.

• Verzögerung: Warten Sie, bis die Nachfrage steigt, bevor Sie investieren. Das schützt Ihr Bargeld, aber Sie werden immer hinter der Nachfrage zurückbleiben und die Erholung dauert länger.

• Passen Sie: Erhöhen Sie die Kapazität in kleineren Schritten. So bleiben Sie näher an der tatsächlichen Nachfrage, obwohl dies mehr Druck auf die Planung und die tägliche Transparenz ausübt.

Jeder Weg tauscht ein Risiko gegen ein anderes. Lead gibt früh Geld aus, Lag riskiert unzufriedene Kunden, Match hält Sie wendig, erfordert aber eine engere Koordination.

2) Szenarioplanung und Vorhersage

Kein Plan überlebt unverändert. Wenn Sie einige Nachfrageszenarien erstellen, d.h. Best Case, Worst Case und Middle of the Road, können Sie im Voraus entscheiden, wie Sie reagieren werden, wenn sich die Zahlen ändern. Die Prognose ist wichtig, aber noch wichtiger ist es, eine klare Antwort zu haben, wenn die Verkäufe 15 % höher oder niedriger sind als erwartet.

Umsetzung in der Praxis
Nehmen Sie ein mittelgroßes Elektronikwerk, das jährlich um etwa 10% wächst. Sie entscheiden sich für den Matching-Ansatz:

• In den nächsten sechs Monaten werden sie eine zweite Schicht einrichten und Bediener für mehrere Maschinen ausbilden.

• Im Laufe des folgenden Jahres kaufen sie modulare Geräte, die mit dem Volumen wachsen können.

• Nach 18 Monaten planen sie die Eröffnung einer Satellitenanlage in einer anderen Einrichtung.

Sie legen Auslöser für jede Phase fest. Wenn die Aufträge über einen bestimmten Punkt hinaus steigen, gehen sie voran. Wenn die Nachfrage nachlässt, halten sie sich zurück. Auf diese Weise sind sie nicht auf einen einzigen Weg festgelegt und passen sich den veränderten Bedingungen an.

Jede Produktionslinie hat einen schwächsten Punkt. Das ist die Essenz der Theory of Constraints (TOC): Ihr Output wird durch den langsamsten Schritt bestimmt, egal wie gut alles andere läuft.

Wie TOC in der Praxis aussieht
Bei TOC geht es nicht darum, alles auf einmal zu erledigen. Es geht darum, auf den Schritt zu achten, der Sie zurückhält, und sich um diesen Schritt herum zu organisieren. Der Zyklus läuft folgendermaßen ab:

• Erkennen Sie die Einschränkung.

• Holen Sie so viel wie möglich aus dem heraus, was Sie bereits haben.

• Stellen Sie sicher, dass andere Prozesse dies unterstützen und nicht dagegen arbeiten.

• Investieren Sie bei Bedarf oder ändern Sie Prozesse, um die Kapazität zu erweitern.

• Beginnen Sie dann wieder mit der nächsten Einschränkung.
  

Anstatt Ressourcen zu vergeuden, machen Sie dort Druck, wo es am meisten bringt.

Engpässe aufspüren und beseitigen
Engpässe sind nicht immer offenkundig. Manchmal sind es die üblichen Verdächtigen wie eine langsame Maschine. In anderen Fällen sind es Inspektionen, Verpackungen oder sogar das Warten auf Abnahmen. Sie werden sie in Form von langen Warteschlangen, langen Wartezeiten oder herumstehenden Mitarbeitern sehen. Das Mapping des Prozesses, die Zeitmessung von Schritten oder der Einsatz von Produktionsüberwachung helfen, diese versteckten Verzögerungen ans Tageslicht zu bringen.

Wenn Sie die Einschränkung erst einmal gefunden haben, geht es nicht nur darum, sie zu beseitigen, sondern auch darum, sie zu verbessern. Das könnte bedeuten:

• Weniger Ausfallzeiten durch bessere Wartungsroutine

• Verkürzung der Zykluszeit durch Training oder Reduzierung der Einrichtung

• Überstunden machen, damit es weitergeht

• Hinzufügen von kleinen Puffern, damit der Engpass nie leerläuft
  

Und sobald Sie diese Einschränkung gelöst haben, taucht eine weitere auf. Das ist zu erwarten. Jedes Mal, wenn Sie den Zyklus wiederholen, schieben Sie die Obergrenze ein wenig höher.

Puffer und Balance
TOC erfordert auch den intelligenten Einsatz von Puffern. Dabei handelt es sich nicht nur um Lagerbestände, sondern um Zeit- und Kapazitätspuffer, die den Engpass vor Störungen schützen. Ein kleiner WIP-Puffer vor der langsamsten Station kann diese am Laufen halten, selbst wenn es in den vorgelagerten Stationen zu Problemen kommt. Ein Zeitpuffer nach der Station kann Verzögerungen bei der Inspektion oder variable nachgelagerte Aufgaben auffangen.

Gleichzeitig wollen Sie nicht, dass der Rest der Strecke in die Quere kommt. Der Linienausgleich sorgt dafür, dass die anderen Stationen aufeinander abgestimmt sind, damit Sie nicht eine Verzögerung gegen eine andere eintauschen. Das Ziel ist es, den Fluss gleichmäßig zu halten und sicherzustellen, dass die Beschränkung immer an dem arbeitet, was am wichtigsten ist.

Kapazitätsmanagement sieht je nach Art der Anlage, die Sie betreiben, sehr unterschiedlich aus. Die Hebel, die in einem Job Shop den Unterschied ausmachen, lassen sich nicht immer auf eine Prozesslinie übertragen, und der Versuch, ein Modell einem anderen aufzuzwingen, führt meist zu Frustration.

High-Mix vs. Low-Mix Fertigung
In High-Mix Umgebungen ist die Vielfalt selbst der Engpass. Die Produktion von Dutzenden von Artikeln an einem einzigen Tag bedeutet ständige Umstellungen, Werkzeugwechsel und Lernkurven. Kapazitätssteigerungen ergeben sich hier oft aus der Reduzierung der Komplexität und nicht aus dem Streben nach Geschwindigkeit. Das könnte bedeuten:

• SMED zur Verkürzung der Umrüstzeiten nutzen

• Standardisierung von Setups wo immer möglich

• Cross-Training von Mitarbeitern, damit Sie nicht von einem Bediener für eine Maschine abhängig sind

• Digitale Arbeitsanweisungen zur Verkürzung der Einführungszeit bei weniger bekannten Produkten

In Betrieben mit geringem Mischungsverhältnis und hohem Volumen kehrt sich das Bild um. Die Arbeit ist repetitiv, so dass der große Gewinn darin besteht, den Fluss konstant zu halten. Linienausgleich, Automatisierung und Betriebszeit sind hier am wichtigsten. Ein paar Minuten ungeplanter Stillstand können sich auf das gesamte System auswirken und Stunden der Produktion kosten.

Diskrete vs. Prozessindustrien
Diskrete Hersteller wie Elektronik-, Automobil- und Maschinenbauunternehmen haben in der Regel mit Montage, Inspektion und Nacharbeit zu kämpfen. Ihre Planung dreht sich um die Zeit, die vorhandenen Materialien und die Möglichkeit, zwischen den Läufen umzukonfigurieren.

Prozessindustrien wie die Lebensmittel-, Chemie- oder Pharmaindustrie spielen nach anderen Regeln. Batch-Timing, Reinigungszyklen und behördliche Wartezeiten geben in der Regel das Tempo vor. Bei der Kapazität geht es weniger um die Geschwindigkeit der Maschinen als vielmehr darum, wie Sie die Abläufe planen, die Reihenfolge festlegen und den Übergang gestalten, ohne wertvolle Stunden durch Wartezeiten zu verlieren.

• Chargenplanung und Sequenzierung

• KVP-Durchlaufzeiten

• Lager- oder Bereitstellungsraum

Diese Details sind oft wichtiger als die Geschwindigkeit, die eine einzelne Linie erreichen kann.

Kapazitätshebel im Kontext
Ein Automobilwerk und ein Lebensmittelbetrieb stehen vor unterschiedlichen Engpässen. Die Autoproduktion hängt in der Regel von der taktgesteuerten Montage ab. Kapazitätssteigerungen ergeben sich aus der Verkürzung der Stillstandszeiten einer Station oder dem Einsatz modularer Robotertechnik, um mehr Varianten zu bearbeiten.

In der Lebensmittelherstellung sind die Reinigungszyklen und die Inszenierung die größeren Übeltäter. Kleine Änderungen, wie z.B. die Verkürzung der Durchlaufzeit zwischen den einzelnen Chargen, die Anpassung der Chargengrößen oder die bessere Anordnung der Zutaten, können weitaus mehr Kapazität freisetzen als der Versuch, die Anlagen schneller zu machen.

Zusammenführen
Die Form Ihrer Branche bestimmt die Form Ihrer Engpässe. Ein einziger Rahmen wird nicht für jeden Fall passen. Je besser Ihr Ansatz mit der betrieblichen Realität übereinstimmt, desto größer ist die Chance, dass Sie echte Gewinne erzielen.

Eine der besten Möglichkeiten, die Produktionskapazität effektiv zu berechnen und zu maximieren, ist der Einsatz digitaler Tools und Systeme zur Erfassung und Zusammenfassung von Produktionsdaten in Ihrem gesamten Betrieb.

Unternehmen nutzen beispielsweise mit Tulip erstellte Apps, um die Geräte und Maschinen in ihren Betrieben miteinander zu verbinden und Echtzeitdaten für Kapazitätsprognosen zu sammeln. Darüber hinaus kann Tulip zur Digitalisierung von Arbeitsanweisungen und Wartungsverfahren eingesetzt werden, um Ineffizienzen zu vermeiden, die durch manuelle Eingaben entstehen können.

Kapazitätssteigerungen ergeben sich, wenn Sie Ihre wahren Grenzen kennen und diese direkt angehen, z. B. bei Engpässen, Ausfallzeiten oder Personallücken. Nutzen Sie Planungsrahmen (Lead, Lag, Match), um Ihre Ressourcen mit der Nachfrage in Einklang zu bringen, und passen Sie Ihren Ansatz an die Gegebenheiten Ihrer Branche und Ihres Angebots an.

Wenn Sie wissen möchten, wie Tulip Ihnen helfen kann, Ihre Produktionskapazität und Produktivität zu maximieren, wenden Sie sich noch heute an ein Mitglied unseres Teams!